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植物在生活史中常常遭受到各种逆境胁迫,如盐碱、干旱、重金属、低温、微生物侵染、紫外线等,严重影响了植物的生长、发育、繁殖。植物在忍受各种胁迫,保持体内氧化还原内环境平衡上与体内的活性氧解毒系统密切相关。过氧化氢酶（EC 1.11.1.6,CAT）是生物体内主要的抗氧化酶之一,它催化H2O2生成水和氧气。CAT与SOD、POD一起,能有效的清除植物组织中的活性氧（ROS）,防止细胞的损伤。作为分子生物学研究中的模式植物,水稻的完整基因组序列信息已经被人们掌握,水稻CAT基因也已被克隆登录。在水稻中,有三种过氧化氢酶同工酶被发现。每种CAT的表达模式都是是独特和复杂的。本研究对水稻的过氧化氢酶基因同工酶CAT1、CAT2、CAT3三个基因进行了的研究。为了研究过氧化氢酶基因表达与环境应答之间的关系,利用半定量PCR和Northern杂交分析了NaCl, NaHCO3, Na2CO3,PEG6000,H2O2,4℃冷处理逆境下,水稻中CAT基因在转录水平上的表达情况。研究结果表明:CAT基因对于这几种环境胁迫有一定的应答关系,CAT基因受到胁迫诱导而表达量增加,但是增加的趋势和达到最大表达量的时间,三个同工酶之间、在不同的逆境处理上有不同的表达特性,在叶中,CAT1基因表达增加量在NaHCO3、Na2CO3逆境处理时较CAT2和CAT3基因表达量增加趋势明显,在根中,CAT2基因表达增加量在NaCl、NaHCO3、Na2CO3逆境处理时增加趋势明显,而不论叶和根,PEG6000和冷处理时,CAT3基因表达增加量较为明显。这个研究结果表明,同一个CAT基因,对几个不同逆境的处理产生的胁迫都较为敏感,而对其他的逆境处理不如其他CAT敏感,不同的组织组织中,CAT的类型也会不同。为了研究CAT基因的生理生化特性,将CAT1、CAT3基因构建到原核表达载体中。IPTG诱导后,融合蛋白His-CAT1、His-CAT3表达;大量表达后的包涵体经变性,经过Ni+凝胶亲和层析获得了高纯度的His-CAT1、His-CAT3融合蛋白。经过SDS-PAGE蛋白质电泳,His-CAT1,His-CAT3融合蛋白有不同的分子量。重组融合蛋白经过透析复性后,通过紫外分光光度法测定其活性,结果表明,复性后的重组蛋白表现出酶的活性,His-CAT1,His-CAT3融合蛋白两者之间的活性差异不明显。以上研究表明,水稻过氧化氢酶基因在植物抵抗外界环境压力中起着重要的作用,过氧化氢酶基因表达与环境应答之间,同工酶之间有一定的差异,变性纯化重组融合蛋白经过透析复性后表现出酶的活性。